Erupções de raios-X podem ajudar formação de planetas

  Observações realizadas pelo telescópio espacial de raios-X Chandra parecem mostrar que as estrelas semelhantes ao Sol produzem enormes erupções ( flares ) quando ainda são jovens. Este resultado pode ter implicações importantes para as teorias de formação dos planetas.

Ilustração de um disco proto-planetário em torno de uma estrela activa. As enormes erupções têm como consequência o aparecimento de turbulência (direita) num disco inicialmente uniforme (esquerda), acabando por influenciar a formação e evolução dos planetas. Cortesia de CXC/M.Weiss.

  A menos que tenhamos uma máquina do tempo, que nos permita viajar até ao passado, a única forma que temos para perceber como seria o Sol pouco tempo após a sua formação é observar outros jovens sois , estrelas ainda em formação ou que se formaram há pouco tempo. Foi exactamente isto que uma equipa internacional de astrofísicos fez.Utilizando o telescópio de raios-X Chandra, observou durante 13 dias consecutivos a nebulosa de Orion, uma grande maternidade de estrelas que se encontra a cerca de 1500 anos-luz de nós. Os dados recolhidos permitiram estudar a emissão de raios-X em cerca de 1400 estrelas jovens, 30 das quais semelhantes ao Sol.
  Os resultados mostram que estas estrelas emitem quantidades enormes de raios-X provenientes de gigantescas erupções, centenas de vezes mais poderosas do que as observadas nas estrelas mais velhas. Embora este resultado não seja inesperado, mostra que estes fenómenos são muitíssimo mais pronunciados do que os que se observam hoje no Sol, e ocorrem a uma escala muito maior.
  Na realidade, já se sabe há algum tempo que as estrelas jovens são particularmente activas . Os fortes campos magnéticos existentes, catalisados pela grande rotação que estes objectos têm, levam à formação de grandes manchas escuras na fotosfera, bem como de outro tipo de fenómenos ligados ao magnetismo estelar. Entre estes encontra-se a existência de poderosas erupções que emitem grandes quantidades de partículas carregadas para o espaço. São fenómenos deste tipo, embora em menor escala, que produzem as coloridas auroras na atmosfera da Terra.
  Mas estas observações têm outras implicações. Hoje é largamente aceite que os planetas se formam em discos de gás e poeira em torno de estrelas jovens. Cerca de metade das estrelas observadas na nebulosa de orion parecem possuir discos protoplanetários. Ora, as poderosas erupções observadas terão certamente alguma influência nestes discos, e portanto nos planetas que neles se formam. Mas qual?
  Segundo os astrofísicos, estas erupções bombardeiam os discos com poderosos ventos de partículas ionizadas. Como resultado, estes adquirem uma certa carga eléctrica, que combinada com o efeito da rotação do disco e dos campos magnéticos produz uma grande turbulência. Esta turbulência pode impedir os planetas que se tenham formado de migrar para regiões mais interiores do disco (ver O Observatório, Vol.10, n.º1, pág 4), acabando eventualmente por ser engolidos pelas estrela. Ou seja, estas erupções podem ser uma espécie de seguro de vida que permite a sobrevivência dos planetas.

Uma nova explosão curta de raios gama

  Graças ao observatório espacial Swift, da NASA, foi pela primeira vez detectada com precisão a posição de uma explosão curta de raios gama, tendo sido possível observar a assinatura desta explosão noutros comprimentos de onda.

A rapidez do observatório espacial Swift permitiu observar, pela primeira vez, a assinatura de uma explosão curta de raios gama em raios-X, o que possibilitou restringir a sua localização à região assinalada na imagem. Parece que este fenómeno terá acontecido na periferia de uma galáxia elíptica, relativamente brilhante nesta imagem óptica. Cortesia: Joshua Bloom (University of California, Berkeley) e colaboradores.

  As explosões de raios gama permanecem um dos grandes mistérios da Astronomia, mais de 40 anos após a sua descoberta. Foi apenas em 1997 que as primeiras distâncias foram medidas a estes objectos, e o seu carácter extra- galáctico provado. Em 1998 uma explosão de raios gama foi pela primeira vez associada com uma supernova, mas a violência das explosões de supernova necessária para gerar uma explosão de raios gama é tal que surgiu o termo hipernova . Contudo, todo este conhecimento diz respeito às explosões longas de raios gama, com durações que variam entre dois segundos e vários minutos, e cujas assinaturas podem perdurar durante semanas noutros comprimentos de onda.
  As explosões curtas de raios gama, pelo contrário, podem durar apenas alguns milisegundos, não tendo sido possível até recentemente observar a assinatura destes eventos noutros comprimentos de onda - o que permitiria localizar e estudar estes fenómenos, que se crê terem uma origem distinta das explosões longas de raios gama. Poderemos estar a observar uma colisão entre buracos negros ou estrelas de neutrões, mas as explosões curtas de raios gama são de tal modo breves que nenhuma observação detalhada foi possível até hoje.
  O observatório espacial Swift, lançado em Novembro último, foi concebido para estudar as explosões de raios gama, estando equipado, para além do detector de raios gama, com telescópios de raios-X e ultravioleta/óptico. Após detectar uma explosão de raios gama, o Swift pode apontar os seus outros telescópios para a região do céu em causa numa questão de segundos, e é esta capacidade que alimenta as expectativas dos astrónomos relativamente ao estudo das explosões curtas de raios gama.
  No passado dia 9 de Maio, o Swift detectou uma destas explosões, com uma duração de apenas 50 milisegundos. Menos de um minuto depois, efectuava já as primeiras observações da região da explosão com os seus telescópios: no UV/óptico não detectou nenhum sinal, mas nos raios-X foi possível observar um sinal que desapareceu passados cinco minutos. Apesar de fraco, este sinal foi suficiente para localizar com precisão a posição da explosão de raios gama, que parece ter tido origem numa galáxia elíptica, rica em populações estelares idosas, a cerca de 2.7 mil milhões de anos-luz. Tal é consistente com a teoria de colisões entre buracos negros ou estrelas de neutrões, já que estes objectos representam as etapas finais da evolução estelar.
  Esta região está agora a ser observada detalhadamente com outros telescópios, entre eles o telescópio espacial Hubble e o telescópio espacial de raios-X Chandra, esperando-se que de tais estudos possa resultar uma melhor compreensão das misteriosas explosões curtas de raios gama.